略論機械設計中現代設計技術的應用策略

摘 要：隨著科技的不斷進步與發展，推動了機械產品設計技術的變革。如何在機械設計中應用現代設計技術是機械設計關注的焦點。因此，研究現代設計在機械設計中的應用具有十分重要的現實意義。文章以現代設計技術為切入點，在比較傳統設計技術與現代設計技術的基礎上，重點探討了現代設計技術在機械設計技術中的應用，旨在說明現代設計技術的重要性，以期為現代設計技術在機械設計中的應用提供參考。

關鍵詞：設計技術；機械設計；應用

1 傳統設計技術與現代設計技術的比較

1.1 傳統設計技術

設計是通過合理想象和創造性思維用視覺傳達的形式進行的實踐過程。傳統的設計技術在設計過程中往往依據直覺和經驗，看重長期以來的經驗積累，缺少創造性的思維活動空間。在參考模型的選擇上，根據設計要求，側重人類設計的智能活動機制，僅以CAD輔助設計，與現代化設計大相徑庭。傳統設計方法存在著諸多弊端，如設計過程中的數值計算存在著諸多不便，不僅計算速度慢，工作效率低，而且其產品開發的周期較長，通過長時間設計出來的產品，定型后在產品生產性不易更改，使得產品設計的形象大打折扣，不便于產品的更新升級。傳統設計方法（如圖1所示）

1.2 現代設計技術

現代設計技術是對傳統設計的革新，它基于傳統設計而產生，在設計過程中融入了現代化設計理念，使設計技術更符合人們生產生活的需要，因此深受人們的親睞。從設計方法上看，現代設計技術從設計的大局著眼，注重設計方法的整體系，用系統性的思維方式，將傳統的經驗法提高到理性的層面，著重致力于設計創新，力求用現代科學技術知識，贏得產品的核心競爭力。在現代設計技術中，不僅要考慮產品的實用性，而且還要從產品的美觀和安全性能方面設計，根據產品的功能和市場需要進行設計。不難看出，現代設計技術是一門多學科、多專業相互交叉的技術，在現代化設計理念的指導下，將現代設計應用到機械設計中勢在必行。現代設計流程（如圖2所示）

2 現代設計技術在機械設計中的應用

2.1 IT技術在機械設計中的應用

IT技術在機械設計中的應用，主要表現在四個方面，即仿真與虛擬設計技術、網絡協同設計、并行設計和智能設計。其中，仿真技術以計算機和專業設備為工具，設計的模型模仿實際需要而產生，是一門多學科的綜合性技術。虛擬設計則設計者在虛擬環境中進行的設計，這種多維化人機交互信息環境，使實際產品應有的要求得以在虛擬的環境中實現。網絡協同設計結合獨到的軟件設計理念而產生，對軟件模塊和項目管理統籌安排，從圖形的設計、校審到打印歸檔等都有機統一起來，使成本可以降低，可以更快地完成設計。并行設計更強調功能上和過程上的集成，是相對于傳統的串行設計而言的，更強調功能上和過程上的集成，力求更好的滿足客戶對產品綜合性能的要求。就智能設計方面來說，智能設計采用計算機模擬人類的思維活動，能夠較好地支持設計過程自動化，從而成為設計人員的重要輔助工具。

2.2 數學知識在機械設計中的應用

數學知識在機械設計中的應用要把握好三個關鍵點，一是有限元法；二是優化設計；三是產品可靠性設計。有限元法又稱有限單元法，是一種高效能、常用的計算方法。從數學知識理論方面來說，是求解偏微分方程的一種有效的數值方法。優化設計則要求先建立符合實際的數學模型，將設計要求用抽象化的數學符號表現出來，如約束條件和函數，建立目標函數，并根據所建立的模型，尋求最優的設計方案。如機械設計對載荷和工藝方面的要求就可作為設計參數。另外，在應用現代技術進行機械設計時，對于產品可靠性的設計應建立在產品設計之初，以機械的載荷和強度等影響因素為基準，應用可靠性數學理論與方法，保證機械及其零部件滿足給定的可靠性指標，可以保障機械的可靠性。

2.3 新概念在機械設計中的應用

新概念在機械設計中的應用，主要是指綠色產品設計的概念和機械創新設計的概念。具體說來，綠色產品設計是從產品的安全生命周期出發，將生態環境觀念有意識地融入到機械設計中，考慮了生命周期各個階段對環境的影響。為減小能源消耗，機械設計在應用綠色產品設計的過程中，應考慮廢棄產品如何回收、再生和利用，對產品和零部件的回收再生循環或者重新利用，才能最大限度地提高資源的循環利用率。機械創新設計的設計過程大致可以分為三個階段，分別是直覺思維、邏輯思維和創造過程。其中，直覺思維是意識形態領域對機械產品的直觀反映，具有強烈的靈感凸顯特點。至于直覺思維是否具有實用性，則需要邏輯思維來判斷，通過邏輯推理思維進行分析，在反復實驗中確定機械產品設計方案的可行性，而對機械產品的創造過程也就是機械創新設計的過程。

3 結束語

總之，現代設計技術在機械設計中的應用是一項綜合的系統工程，具有長期性和復雜性。在機械設計中，為發揮現代設計技術的優越性，應重點把握好現代技術中的IT技術、數學知識和新概念方面的內容，面對機械設計日趨復雜的現狀，不斷探索現代設計技術在機械設計中的應用策略，只有這樣，才能不斷提高現代設計技術的應用水平，進而促進機械設計又好又快地發展。

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作者簡介：吳偉星（1975.1-）男，籍貫：江蘇省蘇州市，現職稱：工程師，學歷：本科，研究方向：機械設計。